Bàn về sai lệch áp suất dầu điều khiển phanh
Áp suất phanh dầu trên ôtô có bộ điều hòa lực phanh theo tải trọng và áp suất là
vấn đề đang được bàn luận nhiều trên các diễn đàn nhất là sau sự cố gặp phải trên
xe của Toyota.
Áp suất điều khiển phanh dầu được hình thành trên cơ sở truyền năng lượng điều
khiển từ bàn đạp phanh tới các xilanh bánh xe thực hiện điều khiển cơ cấu phanh,
tạo nên mômen phanh thỏa mãn nhu cầu tiêu hao động năng chuyển động của ôtô.
Sự tiêu hao động năng của ôtô cao nhất sẽ cho phép nhanh chóng dừng ôtô với
quãng đường phanh ngắn nhất. Tuy nhiên, trong quá trình phanh muốn tiêu hao
động năng đến mức cao nhất, cơ cấu phanh phải thực hiện khả năng sinh ra lực
phanh lớn nhất, phù hợp với trạng thái đa dạng của mặt đường và tải trọng.
Bộ điều hòa lực phanh đảm nhận việc phân chia lực phanh trên các cầu gần sát với
điều kiện yêu cầu. Hiển nhiên, sự phân chia như vậy sẽ không thể hoàn toàn bám
sát với trạng thái mặt đường, tải trọng và được thỏa mãn gần đúng. Đó là lý do về
sau này trên ôtô con không mặn mà bố trí với bộ điều hòa mà mà chuyển sang sử
dụng ABS. Tuy nhiên, khi xét đến vấn đề này cần phải chấp nhận phân chia một
cách gần đúng. Từ lí do đó sự gần đúng được tiêu chuẩn ECE R13 kiểm soát như
trình bày trên đồ thị của tiêu chuẩn cho ôtô con dưới 9 chỗ ngồi (hình 1).
Hình 1: Tiêu chuẩn ECE R13 kiểm soát cho ô tô M1
Sự sai lệch về phân chia lực phanh có thể được chấp nhận trong vùng màu tím với
mọi chế độ tải trọng (từ không tải đến đầy tải) và mọi gia tốc phanh (từ cường độ
phanh nhỏ xấp xỉ 0 m/s2 đến lớn hơn 8 m/s2). Trên đồ thị biểu diễn một trạng thái
điển hình. Ở trạng thái này các đường cong tận dụng hiệu quả phanh của cầu trước
và cầu sau n1, n2 nằm trong vùng được chấp nhận (vùng màu tím).
Như vậy, trong thực tế chế tạo, trên hệ thống dẫn động phanh dầu, khó có thể phân
chia chính xác (thông qua một giá trị) để đánh giá mức độ đảm bảo an toàn khi
phanh, điều này được tiêu chuẩn làm rõ nhờ vùng làm việc được chấp nhận hay
vùng không được chấp nhận.
Trong một trường hợp cụ thể trình bày trong bài viết này, với các số liệu giả định
cho bộ điều hòa lực phanh điều chỉnh theo tải trọng và áp suất dẫn động điều
khiển, thiết lập các quan hệ theo áp suất điều khiển trên hai trục tọa độ p1 (của cầu
trước hay xi lanh chính) và p2 (của cầu sau), như trên đồ thị của hình 2.
Quan hệ áp suất điều khiển p1 và p2 khi không có bộ điều hòa là đường phân giác
OK. Trong khi đó đường cong yêu cầu ứng với không tải là eyc (không tải) và với
đầy tải là eyc (đầy tải). Các đường hiệu chỉnh nhờ bộ điều hòa theo tải trọng sẽ lần
lượt dựa vào áp suất và tải trọng, tạo nên chùm đường trải từ D1C1 (edc1) đến
D3C3 (edc3). Trong đó: D1C1 là đường điều chỉnh ứng với trạng thái không tải,
D3C3 là đường điều chỉnh ứng với trạng thái đầy tải. Vùng điều chỉnh nằm giữa
các đường D1C1, D3C3, và đường OK (trên hình 2 là vùng màu xanh lá cây).
Hình 2: Vùng điều chỉnh áp suất của bộ điều hòa động với p2=35
kPa
(Số liệu mang tính chất minh họa)
Để thực hiện lắp ráp và sửa chữa, các tài liệu cho kiểm tra giá trị áp suất không tải
bằng cách lắp đồng hồ đo p1 và p2 trước giới hạn điều chỉnh (ví dụ tại trước điểm
D1 p1= p2 =150 kPa) và tại sau khi đã điều chỉnh (ví dụ điểm C1 có p1 =800 kPa
và p2 =350 kPa). Nếu kể đến sai lệch cho phép ±50 kPa, vùng điều chỉnh ở áp suất
cao tại điểm C1 nằm trong giá trị áp suất 300 kPa đến 400 kPa. Như vậy vùng điều
chỉnh còn mở rộng hơn vùng điều chỉnh của hình 2.
Nếu cùng với ôtô con nêu trên, áp suất kiểm tra ở chế độ không tải là 550 kPa,
vùng hiệu chỉnh được thực hiện từ D2C2 (edc2), đến D3C3 (edc3). Nếu kể đến
sai lệch cho phép vùng điều chỉnh ở áp suất cao tại điểm C2 nằm trong giá trị áp
suất 500 kPa đến 600 kPa và rộng hơn so với vùng màu xanh của hình 3.
Hình 3: Vùng điều chỉnh áp suất của bộ điều hòa động với
p2=550 kPa
(Số liệu mang tính chất minh họa)
So sánh kết quả của hai vùng điều chỉnh trên hình 2 và hình 3 có thể nhận thấy:
Khi tăng áp suất điều khiển từ (C1) 350 kPa lên (C2) 550 kPa, vùng điều chỉnh
của bộ điều hòa lực phanh bị thu hẹp. Sự thu hẹp này xảy ra ở vùng có tải nhỏ và
vừa. Vùng không được điều chỉnh theo khả năng của bộ điều hòa được mô tả bằng
màu da cam trên hình 3.
Tại vùng màu da cam, áp suất điều khiển trên cầu sau lớn hơn áp suất yêu cầu và
các bánh xe cầu sau có thể bị bó cứng và dễ xảy ra trượt bên nguy hiểm.
Với ví dụ minh họa của bài viết này, có thể nhận thấy tác dụng của bộ điều hòa
theo tải trọng bị giảm. Để phân tích tỷ mỷ hơn về vấn đề này cần có các số liệu cụ